牛奶的可能抗癌作用

在医疗保健领域，也许没有一个词比“癌症”更令人心寒。例如，脑瘤被证明对目前的治疗尤其有耐药性。只有5%的患者生存超过3年，中位生存时间为10至14个月。

但内布拉斯加大学林肯分校的科学家们进行的一项创新研究项目提供了取得突破的可能性。在一个由联邦政府资助的项目中，营养与健康科学系教授Janos Zempleni和Husker的同事们正在探索一种令人惊讶的方法，用牛奶作为载体，向大脑提供抗癌治疗。

这个概念并不像听起来那么梦幻——它是建立在最近的科学基础上的。近年来的初步发现表明，通过操纵人体的遗传功能来减少组织的生长是可能的，包括癌变肿瘤。科学家们通过将一种被称为siRNAs的基因调控器定向到目标组织来实现这一结果。siRNAs携带的遗传信号关闭了使新组织生长的遗传功能。

但是，将这一初步发现转化为有效的医疗手段遇到了障碍。到目前为止，科学家们还没有找到一种有效的方法，能够将这些基因持续且足够数量地输送到目标区域。

事实证明，牛奶为解决这个问题提供了一个很好的机会。最近的研究表明，人类通过食物吸收siRNAs。Zempleni发现，牛奶具有强大的功能，一旦摄入，就能帮助基因在大脑中自然积累。

在他们的项目中，Husker的研究人员将磨练以牛奶为中心的有效基因传递技术。具体来说，该项目将使用牛奶运输的siRNA基因来关闭一种名为IDH1的基因的生长功能，这种基因的突变会导致脑瘤。分子营养学教授、内布拉斯加州肥胖疾病预防中心主任Zempleni说，这项研究还为解决影响幼儿的罕见的以大脑为中心的基因异常提供了希望。

美国农业部已经为该项目提供了63万美元的拨款。Zempleni将领导这项研究，与生物系统工程助理教授Forrest Kievit和化学副教授Jiantao Guo合作。美国农业部的国家食品和农业研究所提供了这笔资金。

这门科学的长期潜力是“巨大的”。它还没有实现，”Zempleni说。他是美国科学促进会的成员，也是美国农业和自然资源研究所2015年Omtvedt创新奖的得主。

Zempleni和他的同事们将利用遗传科学和化学方法将外泌体(牛奶中的一种天然纳米颗粒)装载上包括siRNAs在内的治疗材料。将这种物质装入奶牛的牛奶外泌体首先需要对奶牛进行基因改造，这是一项极为棘手的任务。因此，研究人员将在实验室培养MAC-T细胞(基因组成类似于牛奶细胞)来产生外泌体，然后将它们导向小鼠的脑肿瘤。

研究人员的目标是开发实现两个目标的技术:使siRNAs有效且稳定地到达肿瘤，并使siRNAs充分积累以减少肿瘤的生长。

如果这项技术被证明是可行的，将需要大规模生产外泌体来满足现实世界的患者需求。实验室培养只能提供少量的外泌体。相比之下，一头奶牛可以通过牛奶提供足够的数量。

因此，Husker的研究人员的目标是，从长远来看，如果他们目前的研究达到了基因传递的目标:他们将寻求开发一种转基因牛。

Zempleni写道，这样的奶牛会分泌“乳外泌体，有助于将RNA疗法最大限度地输送到人类癌症患者的脑瘤中。”

制药行业已经在使用这个通用概念。这被称为生物伤害，即利用动物进行医学治疗。用于预防罕见疾病患者血凝块的药物Atryn，是从基因工程山羊的奶中提取的。

Zempleni说:“有了我们的技术，你可以实际使用这些乳外泌体，附加适当的特征，并为这些罕见疾病的患者提供治疗。我认为，如果我们有一个资助机构承担开发这些动物的风险，这可能是一个巨大的游戏规则改变者。这是一项艰巨的任务。有了MAC-T细胞，这相对容易，但把它用于牲畜，山羊或奶牛，就非常非常复杂了。”

Husker的研究在确定牛奶作为一种潜在基因传递机制的重要性方面一直处于领先地位。2014年，Zempleni实验室的博士候选人斯科特·拜尔(Scott Baier)提出了一个关于这个主题的初步研究项目，并最终发表在《营养学杂志》上，这篇论文是他、Zempleni和Husker公司其他同事共同撰写的。这篇文章在学术上被引用了近300次。Baier于2015年从内布拉斯加州获得营养学博士学位，现在是Vaniam Group医疗战略高级总监，该公司专注于达拉斯的变革性癌症治疗。

Zempleni的遗传学和食品科学科学探索之路始于他的祖国德国的青少年时期。

“我热爱生物学，但在那个年纪，我喜欢钓鱼——我非常喜欢这些来自德国的本土鱼类，”他说。

在随后的几年里，他的兴趣扩大了，逐渐从“鱼类转向生物，再转向科学”。

“我在生物化学和营养学之间左右为难，”他说。“事后回想，我认为选择营养科学是正确的。这是一种非常全面的方法，它让我能够深入研究生物化学和分子生物学。所以，我认为我是两全其美。”